DE69419894T2 - Gleichstromschalter mit Lichtbogenlöschschaltung - Google Patents
Gleichstromschalter mit LichtbogenlöschschaltungInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Gleichstromschalter mit Lichtbogenlöschschaltung.
- Aus dem Stand der Technik ist bekannt, daß wenn ein Schalter zwischen einer Gleichstromquelle und einer Last geöffnet wird, die an den Anschlüssen anliegende restliche Spannung bewirkt, daß die Luft zwischen den Anschlüssen ionisiert wird.
- Demzufolge sind diese Schalter ineffizient und weisen eine geringe Lebensdauer auf.
- Das US Patent 3,739,192 (Oswald) offenbart eine Schaltkreis- Unterbrechung zum Unterbrechen eines Stromflusses zu einer induktiven Last hin ohne Lichbogen, wobei die Schaltkreis- Unterbrechung einen ersten und einen zweiten Schalter aufweist, welche in einer durch einen vorbestimmten Schaltinterval bestimmten Öffnungssequenz wirken; während des Schaltintervals wird ein Energiepegel, welcher die umgekehrte Polarität der in dem magnetischen Feld der Last gespeicherten Energie aufweist, an einen mit dem ersten Schalter verbundenen Kondensator übertragen, worauf beide Energieladungen gleichzeitig in einen zu dem Kondensator parallelgeschalteten Widerstand entladen und in Wärme umgewandelt werden.
- Erfindungsgemäß wird ein Gleichstromschalter mit Lichtbogenlöschschaltung bereitgestellt, mit:
- einer Gleichstromquelle mit zwei Stromanschlüssen;
- einem Schalter und einer Last, die in Reihe zwischen den beiden Stromanschlüssen der Gleichstromquelle geschaltet sind, wobei der Schalter einen ersten und einen zweiten Anschluß aufweist;
- einem eine Diode und einen Kondensator aufweisenden parallelgeschalteten Schaltkreis, wobei die Diode und der Kondensator zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluß des Schalters in Reihe geschaltet sind, um die an den Anschlüssen anliegende restliche Spannung in Nebenschluß zu legen, um den Kondensator nach Öffnen des Schalters aufzuladen und dadurch Lichtbögen zu löschen, die beim Öffnen des Schalters entstehen; und
- einer Kondensator-Entladevorrichtung zum Entladen des Kondensators, um das Aufladen des Kondensators zu ermöglichen und dadurch den Lichtbogen zu löschen, wenn der Schalter zum zweitenmal geöffnet wird;
- dadurch gekennzeichnet daß, die Kondensator-Entladevorrichtung einen zweiten Schalter aufweist, welcher derart angeordnet ist, daß wenn der Schalter geschlossen ist, der Kondensator an einen Kondensator-Entlade-Widerstand angeschlossen ist, um nach dem Aufladen des Kondensators den Kondensator über den Kondensator-Entlade-Widerstand zu entladen.
- Eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Gleichstromschalters mit Lichtbogenlöschschaltung wird anhand der Zeichnung näher erläutert:
- Fig. 1 stellt das Schaltbild eines Gleichstromschalters mit Lichtbogenlöschschaltung dar; und
- Fig. 2 stellt das Schaltbild einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform dar, bei der die Kondensator-Entladevorrichtung zwei Schalter aufweist.
- Bezugnehmend auf Fig. 1 weist die Erfindung einen Schaltkreis mit einer Gleichstromquelle auf, welche einen mit einer Last 101 verbundenen reinen Gleichstrom oder gepulsten Gleichstrom aufweist, wobei unterschiedliche Lasten angeschlossen werden können, beispielsweise ein eine Widerstandlast aufweisender Motor, ein eine elektro-induktive Last aufweisender Motor oder ein eine kombinierte Art aufweisender Motor. Ein elektromechanischer Schalter SW101 ist zu der Last 101 in Reihe geschaltet und zu der Gleichstromquelle parallelgeschaltet. Eine Diode CR101 ist entsprechend der Polarität der Gleichstromquelle zu einem Kondensator in Reihe geschaltet, wobei die Diode und der Kondensator ihrerseits zu den beiden Anschlüssen des Schalters SW101 parallgeschaltet sind. Ein erster Widerstand R101 ist zu einem zweiten Widerstand R102 parallelgeschaltet, welcher seinerseits mit einem zweiten Schalter SW102 in Reihe geschaltet ist. Der erste Widerstand R101 ist zu den beiden Anschlüssen des Kondensators C101 parallelgeschaltet. Um den Kondensator C101 in einer angemessenen Zeit zu entladen, ist der zweite Widerstand R102 zu einer induktiven Last L101 und der Last 101 in Reihe geschaltet.
- In der Übergangszeit, wenn der Schalter SW101 geöffnet wird, absorbiert der Kondensator C101 den Strom, um dadurch den an dem Schalter restlich anliegenden Lichtbogen zu verbessern. Die in dem Kondensator C101 gespeicherte elektrische Ladung wird dann entladen, um den Lichtbogen zu löschen, wenn der Schalter SW101 zum zweitenmal geöffnet wird. Bei einer weiteren Ausführungsform ist der erste Widerstand R101 direkt in Reihe mit dem Kondensator C101 geschaltet.
- Bezugnehmend auf Fig. 2 weist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einen Schaltkreis mit einer Gleichstromquelle auf, welche einen mit einer Last 201 verbundenen reinen Gleichstrom oder gepulsten Gleichstrom aufweist, wobei unterschiedliche Lasten angeschlossen werden können, beispielsweise ein eine Widerstandlast aufweisender Motor, ein eine elektro-induktive Last aufweisender Motor oder ein eine kombinierte Art aufweisender Motor. Ein elektromechanischer Schalter SW201 ist zu der Last 201 in Reihe geschaltet und zu der Gleichstromquelle parallelgeschaltet. Eine Diode CR201 ist entsprechend der Polarität der Gleichstromquelle zu einem Kondensator C201 in Reihe geschaltet, die Diode und der Kondensator sind ihrerseits zu den beiden Anschlüssen des Schalters SW201 parallelgeschaltet.
- Ein erster Widerstand R201 ist zu den beiden Anschlüsen des Kondensators C201 parallelgeschaltet. Um den Kondensator C201 in einer angemessenen Zeit zu entladen, wird ein zweiter Widerstand R202 bereitgestellt, welcher mit einer induktiven Last L201 in Reihe geschaltet ist. Die Diode CR201 ist über den Schließkontakt NC und den Mittelkontakt COM des Schalters SW202 mit dem Kondensator C201 in Reihe geschaltet, wobei der Schalter SW202 seinerseits zu den beiden Anschlüssen des elektromechanischen Schalters SW201 parallelgeschaltet ist. Der zweite Widerstand R202 (und die induktive Last L201) ist zwischen den negativen Anschluß des Kondensators C201 und den Öffnungskontakt NO des Schalters SW202 geschaltet, um die restliche Energie des Kondensators zu laden, wenn der Schalter derart gedreht wird, daß der Öffnungskontakt NO und der Mittelkontakt COM miteinander verbunden werden. Der Mittelkontakt COM und der Schließkontakt NC des Schalters SW202 müssen miteinander verbunden werden, bevor der elektromechanische Schalter SW201 geöffnet werden kann, um dadurch die Lichtbogenerscheinung zu verringern, wenn der elektromechanische Schalter geöffnet wird.
- In der Praxis kann der Gleichstromschalter mit Lichtbogenlöschschaltung durch mehrere Einheiten, welche parallel oder seriell geschaltet sind, angeordnet werden.
- Mit Hilfe der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen können die Anschlußpunkte an eine einzelne Einheit oder eine Mehrfacheinheit, welche eine Mehrzahl von Unterbrechern, magnetischen Schaltern, manuellen Schaltern oder Überlast- Schutzschaltern aufweist, angeschlossen werden.
Claims (5)
1. Gleichstromschalter mit Lichtbogenlöschschaltung mit:
einer Gleichstromquelle mit zwei Stromanschlüssen;
einem Schalter (SW101) und einer Last (L101), die in Reihe
zwischen den beiden Stromanschlüssen der Gleichstromquelle
geschaltet sind, wobei der Schalter einen ersten und einen
zweiten Anschluß aufweist;
einem eine Diode (CR101) und einen Kondensator (C101)
aufweisenden parallelgeschalteten Schaltkreis, wobei die Diode
(CR101) und der Kondensator (C101) zwischen dem ersten und dem
zweiten Anschluß des Schalters in Reihe geschaltet sind, um die
an den Anschlüssen anliegende restliche Spannung in Nebenschluß
zu legen, um den Kondensator (C101) nach Öffnen des Schalters
(SW101) aufzuladen und dadurch Lichtbögen zu löschen, die beim
Öffnen des Schalters (SW101) entstehen; und
einer Kondensator-Entladevorrichtung zum Entladen des
Kondensators (C101), um das Aufladen des Kondensators (C101) zu
ermöglichen und dadurch den Lichtbogen zu löschen, wenn der
Schalter zum zweitenmal geöffnet wird;
dadurch gekennzeichnet daß, die Kondensator-Entladevorrichtung
einen zweiten Schalter (SW102) aufweist, welcher derart
angeordnet ist, daß wenn der Schalter (SW102) geschlossen ist,
der Kondensator (C101) an einen Kondensator-Entlade-Widerstand
(R102) angeschlossen ist, um nach dem Aufladen des Kondensators
(C101) den Kondensator (C101) über den Kondensator-Entlade-
Widerstand (R102) zu entladen.
2. Schaltkreis nach Anspruch 1, bei dem der zweite Schalter
(SW102) einen an eine Seite des Kondensators (C101)
angeschlossenen ersten Anschluß, einen an eine Seite der Diode
(CR101) angeschlossenen zweiten Anschluß und einen an den
Kondensator-Entlade-Widerstand (R102) angeschlossenen dritten
Anschluß aufweist.
3. Schaltkreis nach Anspruch 1 oder 2, der ferner eine mit dem
Kondensator-Entlade-Widerstand (R102) in Reihe geschaltete
induktive Last (L201) aufweist.
4. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der
zweite Schalter (SW102) zwischen den Kondensator (C101) und den
Kondensator-Entlade-Widerstand (R102) geschaltet ist.
5. Schaltkreis nach einem der Absprüche 1 bis 4, der ferner
eine zweite Last (L201) und einen Flußwiderstand (R201)
aufweist, welche in Reihe mit dem Schalter (SW102) geschaltet
sind.
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